способ приготовления пресс-порошка для получения углеродных изделий

Формула изобретения

Способ приготовления пресс-порошка для получения углеродных изделий, включающий приготовление коксового наполнителя, смешение его с пековым связующим, формование смеси, термообработку и тонкое измельчение полученной композиции, отличающийся тем, что в коксопековую композицию тонкого помола вводят графитированный кокс фракции 0,09 мм при следующем соотношении компонентов, мас.

Коксопековая композиция тонкого помола 85-95

Графитированный кокс фракции -0,09 мм 5-15

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам изготовления конструкционных углеродных материалов, а более конкретно к способам приготовления пресс-порошка для производства этих материалов. Углеродные конструкционные материалы находят широкое применение для изготовления деталей электровакуумных приборов, в электронной и других областях техники.

Известен состав для получения углеродных материалов [1] имеющий следующее мас. содержание компонентов: непрокаленный кокс фракции 0,3-0,8 мм 11-13 непрокаленный кокс фракции меньше 0,2 мм 46-48, прокаленный кокс фракции 0,3-0,8 мм 17-20 каменоугольный пек 21-23. Полученную смесь прессуют, обжигают, графитируют с получением материала с высокими физико-механическими характеристиками. Недостатком данного состава является большая усадка при обжиге, приводящая к образованию трещин в изделиях и их разрушению.

Наиболее близким к изобретению является способ приготовления пресс-порошка для углеродных изделий [2] Сущность способа заключается в следующем. Нефтяной кокс фракции менее 0,09 мм смешивают с 28-30 мас. каменноугольного пека, полученную смесь формуют, термообрабатывают и измельчают. В полученный наполнитель тонкого помола добавляют оставшийся пек, смешивают, охлаждают и еще раз измельчают. Затем из полученного пресс-порошка прессуют на гидравлическом прессе заготовки, обжигают и графитируют их. Материал, полученный таким образом, также способен к трещинообразованию при нестабильных характеристиках по плотности, электросопротивлению и другим.

Предлагаемое изобретение ликвидирует указанные выше недостатки, улучшает физико-механические характеристики материала за счет резкого уменьшения усадочных процессов при обжиге или вообще устранения усадки при обжиге. Введение графитированного кокса в смесь порошков способствует за счет положительного коэффициента линейного термического расширения графитированных частиц кокса суммарно с усадкой смесей прокаленных или непрокаленных частиц со связующим приблизить усадку изделия к нулю или вообще ее ликвидировать.

В качестве графитированного кокса используют отходы от получения продукции в печах гравитации с содержанием влаги не более 0,9-1,0% серы более 0,05%

Введение графитированного кокса менее 5% мас. не сказывается на указанном выше его положительном действии в связи с малым вкладом этих частиц в общей коэффициент линейного расширения.

Превышение содержания добавки графитированного кокса выше 15% вес. приводит к снижению механической прочности, повышению электрического удельного сопротивления и пористости, прочности материалов и изделий за счет снижения активности взаимодействия частиц с каменноугольным связующим.

Пример конкретного выполнения: нефтяной кокс дробят и измельчают до частиц размером менее 0,09 мм (не менее 90%) смешивают со среднетемпературным каменноугольным пеком (t размягчение 67^oС) в количестве 25 мас. при температуре t 120-150^oС. Полученная коксо-пековая композиция формуется в виде блоков (500х400х500 мм) при давлении 35 кгс/см².

Сформованные блоки обжигаются в 20 камерной обжиговой печи с конечной температурой 120025^o.

Обожженные заготовки дробятся на щековой, а затем на молотковой дробилках и далее на вибромельнице с получением фракции менее 0,09 мм 80%

В тонкий помол добавляют графитированный кокс фракции 0,09 мм в количестве 5 мас.

Затем пресс-порошок смешивают с оставшимся количеством пека, полученную композицию прессуют в заготовки 1152х210 мм при давлении 49 МПа. Сформованные заготовки обжигают с конечной температурой 1200 25^oС и затем графитируют.

Полученные таким образом заготовки использовались для получения образцов на испытания физико-механических свойств.

Остальные примеры, выполненные в соответствии с примером 1 с изменением содержания графитированного кокса, а так же свойства графита, полученного предложенным способом, сведены в таблицу для сравнения в этой же таблице даны свойства графита, полученного по способу-прототипу.

Как видно из таблицы, предложенный способ получения пресс-порошка позволяет повысить основные технические характеристики полученного материала и изделий из него.